イメージングライダーによる植物群落の3次元リモートセンシング

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13306020
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 大政 謙次 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (70109908)
• 研究分担者: 本條 毅 千葉大学, 園芸学部, 教授 (60173655) ; 清水 庸 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (00323486) ; 沖 一雄 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 講師 (50292628) ; 名取 俊樹 国立環境研究所, 生態系機構研究室, 主任研究員 (10132854)
• キーワード: スギ / 樹高 / バイオマス / リモートセンシング / ライダー

研究概要

本年度は、ヘリコプターからの高空間分解能Scanning Lidarにより計測されたスギ林の樹冠と地面の標高メッシュデータの差により求められる樹冠高メッシュデータ(DCHM)を用いて、個々の樹木における樹冠の3次元形状、頂点、さらに、樹高を推定し、バイオマスを得る方法について検討した。このLidarの特徴は、(i)地上でのビーム径が数十cmと小さいにもかかわらず、ビーム径に比べてスキャン間隔を小さくし、地表の観測面を漏れなくスキャンできること、(ii)矩形波形スキャン方式により、正確なグリッドデータが得られること、(iii)樹冠をFP-modeにより、地面をLP-modeにより、切り替えて計測でき、正確な樹冠と地面のメッシュデータが得られることなどである。
個々の樹木の頂点検出は、DCHM画像を画像処理することにより、行った。その誤差は個々の樹木で42cm以内であった。また、得られた頂点樹高から、メッシュバイオマスを算出した。ここで、樹高と幹とその他の部位(根+枝+葉)のバイオマスとの関係については、日本のスギについての既存のデータを解析し、回帰直線と決定係数(R^2)を得た。具体的には、幹のバイオマス(kgC/tree)=0.0119H^<2.9696>(R^2=0.933)、また、(根+枝+葉)のバイオマス(kgC/tree)=0.0075H^<2.9516>(R^2=0.864)により計算した。Hは樹高(m)である。ここで述べた方法は、スギのように先端が尖った針葉樹については有効である。

研究成果

• [文献書誌] K.Omasa et al.: "Accurate estimation of forest carbon stocks by 3-D remote sensing of individual trees"Environ.Sci.Technol.. 37. 1198-1201 (2003)
• [文献書誌] 浦野 豊, 大政謙次: "可搬型Scanning Lidarによるスギ林のバイオマス推定における誤差評価"Eco-Engineering. 15. 79-85 (2003)
• [文献書誌] K.Oki, K.Omasa: "A technique for mapping thermal infrared radiation variation within land cover"IEEE Trans.GeoSci.Remote Sens.. 41. 1521-1524 (2003)
• [文献書誌] 池亀泰央, 大政謙次他: "NOAA/NDVI 10日間コンポジット画像による積雪および消雪時期の評価"Eco-Engineering. 15. 163-172 (2003)
• [文献書誌] K.Omasa, K.Takayama: "Simultaneous measurement of stomatal conductance, non-photochemical quenching, and photochemical yield of photosystem II in intact leaves by thermal and chlorophyll fluorescence imaging"Plant Cell Physiol.. 44. 1290-1300 (2003)
• [文献書誌] 粟津 勤, 大政謙次他: "農地におけるミクセルデータのエンドメンバー推定"日本リモートセンシング学会誌. 23. 543-549 (2003)
• [文献書誌] 大政謙次, 原沢英夫: "地球温暖化-世界の動向から対策技術まで"裳華房. 173 (2003)